低彈模混凝土施工技術在病險土石壩中的應用

許晶昌

(福建譽豐建設工程有限公司，福建 寧德 352100)

1 工程概況

某水庫工程為一座兼供水、發(fā)電、防洪為一體的中型水庫，大壩采用黏土心墻土石混合壩，壩頂設計高程為77.78 m，心墻頂設計高程為75.26 m，壩頂寬度為78.5 m，該土石壩經(jīng)過30多年的持續(xù)使用，出現(xiàn)了較多的病害，壩體出現(xiàn)了滲漏的問題，對壩體的正常運營造成了比較大的影響，需對病險土石壩進行加固處理。結(jié)合該土石壩的實際情況，設計采用低彈模混凝土防滲墻進行處理。

2 低彈模混凝土防滲墻應用機理

低彈模混凝土防滲墻在進行施工時，需借助專業(yè)的設備，在壩體或者具有透水性能的地基中，開挖槽孔，并且借助泥漿來對其進行固定，在進行混凝土澆筑時，采用直升導管來進行混凝土的灌輸，從而形成連續(xù)的混凝土墻體，實現(xiàn)防滲漏的目標。在對基礎防滲墻進行處理時，由于上部結(jié)構和壩體相互連接，在墻體下部進行基巖弱風化層的嵌入；在對壩體防滲墻進行處理時，可將墻體下部和基礎防滲墻體進行連接；在對壩體和壩基的防滲墻進行處理時，施工人員可從壩頂部來進行槽孔的開鑿，并直接與基巖弱風化層進行連接。本工程中，壩體防水墻在進行材料的選擇過程中，選用低彈模混凝土材料，能有效地降低水泥的使用量，并且在混凝土材料中加入大量的膨潤土，增加了混凝土的流動性能，由于其彈模低，能有效地適應地層，解決了混凝土在水的作用下應力集中而產(chǎn)生裂縫的現(xiàn)象，提高了墻體的防滲透效果[1]。

3 防滲墻施工

3.1 施工布置

在進行防滲墻施工平臺選擇時，將壩頂56.2 m處作為施工平臺。施工人員需根據(jù)防滲墻的設計軸線來確定防滲墻的中心位置，進行導槽的構建，再借助混凝土來對導槽進行澆筑。完成導槽的澆筑工作后，再進行施工平臺的填筑操作。在壩體下游位置進行泥漿的制備操作，需要攪拌機和人工配合進行工作。施工過程中所使用的水源主要來源于水庫，借助供水管道流向施工區(qū)域。施工過程中所使用的電力資源需從壩下電廠引入。

3.2 混凝土導向槽施工

施工人員將混凝土防滲墻進行均勻劃分，根據(jù)總長度劃分為6 m和7 m的槽段若干。如圖1所示為槽段劃分示意圖。在對導向槽進行澆筑時，選擇混凝土連續(xù)板梁來進行施工操作，并且將混凝土的澆筑高度控制在1.0 m。在進行導向槽開挖和混凝土澆筑操作前，施工人員需對防滲墻軸線進行測量和放樣，并且詳細記錄測量數(shù)據(jù)。在進行導向槽澆筑時，需滿足以下幾方面的要求：(1)確保導向槽混凝土表面平整光滑；(2)導向槽需要和防滲墻中心線為相對平行的狀態(tài)，并且將誤差控制在要求范圍內(nèi)；(3)確保導向槽頂面高程整體誤差和單幅誤差控制在要求范圍內(nèi)。在地槽段清孔施工過程中，為了有效地避免其他槽段內(nèi)的泥漿進入到已經(jīng)清理完成的槽段內(nèi)，在導向槽混凝土完成拆模操作后，及時進行黏土的回填操作[2]。此外，采用這種方式還能有效地避免未施工槽段發(fā)生移位現(xiàn)象。

圖1 槽段劃分示意圖

3.3 沖擊造孔成槽

根據(jù)本工程所處環(huán)境的地質(zhì)條件，選擇液壓抓斗和沖擊鉆機來進行施工操作。在進行防滲墻壩體施工時，借助抓斗機來進行成槽操作，采用沖擊鉆機來進行平底操作。

液壓抓斗參數(shù)設置：斗體厚度為78 cm，開斗寬度為280 cm，斗重量為12.2 t。

沖擊鉆機參數(shù)設置：鉆頭直徑為58 cm，鉆頭重量為4 t，成孔最大深度為80 m。

施工槽孔長度的確定：為了減少槽段之間的連接數(shù)目，需根據(jù)實際情況來增加槽段的長度，但是，本工程在施工過程中，受到地質(zhì)條件和成槽深度的限制，在進行槽段長度設置時不宜過長。通過對施工的各項因素進行分析后，確定出最佳的槽段長度為7.2 m，并且將槽段分為Ⅰ期槽和Ⅱ期槽，采用間隔布置的方式來進行操作。

沖擊鉆機進入巖石的施工順序如下：施工人員對主孔進行開鑿→按照施工順序依次對副孔進行開鑿→對主孔和副孔之間存在的“小墻”進行及時的清除。

采用“抓斗成槽，沖擊鉆平底”方式來進行施工，能充分地發(fā)揮機械設備的優(yōu)勢特點：沖擊鉆機具有較強的鑿巖能力，并且采用抓斗機來進行操作，能有效地提高施工效率，開鑿的孔洞質(zhì)量較好。在進行抓斗操作時，若遇到硬度較高的巖石，施工人員可以將沖擊鉆機換上進行操作，能廣泛地適用于各種地層環(huán)境。主孔的導向作業(yè)能有效地避免抓斗在進行槽孔作業(yè)時發(fā)生偏移現(xiàn)象，當?shù)貙訛轲ね習r，可以借助回旋機來進行操作，能有效地提高鉆進速度和鉆進效果。當在基巖進行鑿孔操作時，可以根據(jù)施工情況來進行鑿孔方法的選擇。

3.4 泥漿置換及清孔驗收

(1)護壁泥漿。在進行水泥類型選擇過程中，需選擇高質(zhì)量的水泥，能確保孔壁的穩(wěn)定性和混凝土的澆筑質(zhì)量。在本工程中，制漿材料主要選擇浙江臨安生產(chǎn)的Ⅱ級鈉基膨潤土，外加劑和分散劑主要從附近的化工廠進行購買。如表1所示為泥漿的配比詳情。新配置完成的泥漿在24 h內(nèi)可使用，在施工不同階段需根據(jù)要求來對泥漿的性能進行測試，確保其符合施工要求。

表1 泥漿配比表

(2)造孔質(zhì)量標準。在進行造孔操作時，需要嚴格按照施工要求來進行操作，且孔洞需要滿足以下幾點要求：孔位偏差≤3 cm；Ⅰ期槽孔和Ⅱ期槽孔的偏差≤規(guī)定要求。在施工過程中，采用沖擊鉆機來進行主孔的開鑿，并且確保其深度符合要求，然后再借助鋼絲繩連接抓斗進行副孔的開鑿。

(3)終孔和清孔操作完成后，需要對槽孔進行驗收，各方面符合要求之后再對孔洞進行全面的清理，最后進行漿液的更換。清空換漿的質(zhì)量直接影響著防滲墻的防滲效果。采用傳統(tǒng)抽筒排碴方式來對雜質(zhì)進行清理時，難以有效地排除漿液中的顆粒物質(zhì)。因此，在本工程中，采用泵吸反循環(huán)法來進行操作，砂石借助泵的作用力來進行排出，并且對底部的泥漿和沉碴進行抽取，借助凈化裝置來對泥漿進行凈化處理之后再返回到槽孔內(nèi)，并且施工人員需要及時進行泥漿的補充。對于污染嚴重的泥漿需要及時將其運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場外，避免影響泥漿質(zhì)量。Ⅱ期槽孔完成清孔換漿作業(yè)后，施工人員需借助鋼絲刷來對鉆頭進行徹底的洗刷，當刷子、鉆頭不帶泥屑時，即可判定為合格[3]。并且安排專業(yè)的人員來對清孔質(zhì)量進行檢驗，檢驗合格后才能進行后續(xù)的操作。

3.5 泥漿下混凝土澆筑

在對泥漿下進行混凝土澆筑時，采用直升式導管法來進行操作，并且嚴格按照施工要求來進行。

在進行導管連接時，需確保其密封性良好，并且接頭處不可出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。在使用導管之前，施工人員需對導管進行試驗，檢查其密封性。在混凝土澆筑后期，施工人員需要對導管進行多次提放，不然會出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。此外，在進行混凝土澆筑時，需要確保硬度符合設計要求。

在進行混凝土澆筑過程中，需確保材料連續(xù)不間斷供應，并且按照要求來進行導管的埋入操作，避免混凝土堵塞導管現(xiàn)象的出現(xiàn)。隨著混凝土高度的不斷上升，需對混凝土進行測量，并且做好記錄工作，為后續(xù)的工作奠定基礎。為了有效地保證混凝土的澆筑質(zhì)量，施工人員需要進行混凝土澆筑示意圖，按照要求來進行作業(yè)。

3.6 防滲墻合攏段處理

由于地下水流會直接影響著防滲墻合攏段的質(zhì)量，因此，在實際的施工過程中，需要重視合攏段槽孔類型的選擇，這樣才能有效地確保施工安全，提高施工質(zhì)量。在本工程中，采用“沖擊套打法”來進行防滲墻接頭的施工操作，在Ⅰ期槽段進行施工時，在槽孔上游位置設置降水井，并且安裝濾網(wǎng)，確保人身安全[4]。在井內(nèi)進行水泵安裝，連續(xù)進行抽水操作，將地下水位降低到施工要求內(nèi)。采用這種方法來進行施工，能提高施工的效率，簡化施工操作，確保接頭密封性良好。

4 防滲墻質(zhì)量檢測

根據(jù)施工要求，來對防滲墻進行質(zhì)量檢測，確保防滲墻的密實性、防滲性能和混凝土的質(zhì)量符合要求。常規(guī)的檢測方式為，施工人員在機口進行取樣，對混凝土的坍落度進行檢查，并且在混凝土使用前，需對其進行試驗，確保其抗壓強度和抗震強度符合要求[5]。當成墻28 d后，施工人員需對墻體進行試驗，全面檢查墻體的質(zhì)量和混凝土的密實度。檢驗方式如下：施工人員隨機對大壩防滲墻進行鉆孔取芯檢測，確保其墻體質(zhì)量和抗壓性能符合要求。總之，在進行防滲墻施工時，需要根據(jù)設計要求來進行操作，并且完成各項操作后，再對其進行質(zhì)量檢驗，確保其符合要求。

5 結(jié) 語

在病險土石壩工程加固處理的過程中，采用低彈模混凝土施工技術進行加固處理，取得了良好的加固效果，達到了預期要求，壩體的連續(xù)性和均勻性良好，整體防滲效果佳，滿足了蓄水要求。

參考文獻：

[1] 曾楚武.水庫大壩安全評價及病險土石壩治理對策研究[D].廣州：華南理工大學，2010.

[2] 王勝群.病險土石壩滲透規(guī)律的模型試驗與數(shù)值模擬研究[D].重慶：重慶交通大學，2010.

[3] 毛仲福.淺析水庫大壩低彈模混凝土防滲墻施工技術[J].陜西水利，2010(1)：83-84.

[4] 馬志登，徐美紅，葉亮.橫錦水庫低彈模砼防滲墻施工及質(zhì)量控制[J].廣西水利水電，2008(2)：76-79.

[5] 王金樹.沙坪水庫除險加固工程低彈模砼防滲墻施工方法[J].中國水運(下半月)，2012(11)：156-157.